一場因地區(qū)沖突引發(fā)的國際航運(yùn)改道，意外為科學(xué)家提供了一次前所未有的大尺度“天然實(shí)驗(yàn)”，揭示了更清潔的船用燃料如何顯著削弱船舶尾氣對云形成的影響，從而改變地球的能量平衡。 研究結(jié)果顯示，雖然航運(yùn)活動在部分海域明顯增加，但船舶對云滴數(shù)量和云層“增亮”效應(yīng)的影響卻大幅減弱，為氣候模型提供了關(guān)鍵約束，也暴露出空氣質(zhì)量改善與全球變暖之間復(fù)雜的權(quán)衡關(guān)系。

這項(xiàng)研究由佛羅里達(dá)州立大學(xué)大氣科學(xué)家邁克爾·戴蒙德及其團(tuán)隊完成，近期發(fā)表在《大氣化學(xué)與物理》期刊上。 他們借助紅海沿岸武裝襲擊事件導(dǎo)致的航線重組：自 2023 年 11 月起，經(jīng)紅海的船舶數(shù)量驟減，大量船只改道繞行好望角，使得對船舶排放高度敏感的南大西洋低云區(qū)突然暴露在更密集的航運(yùn)排放之下。 由于這一變化源自沖突而非天氣或新政策，研究團(tuán)隊得以在相似的氣象背景下，主要?dú)w因于排放差異來分析云層變化，從而獲得難得的“因果”視角。

早在 2020 年 1 月，國際海事組織就已經(jīng)要求全球船用燃料大幅降低含硫量，旨在減少空氣污染并改善公眾健康。 含硫燃料燃燒會釋放大量硫酸鹽氣溶膠，這些微粒能促進(jìn)形成更多且更小的云滴，使云層更明亮，反射更多太陽輻射，從而產(chǎn)生短期冷卻效應(yīng)，被估計曾抵消了約三分之一的溫室氣體變暖作用。 然而，與在大氣中可停留數(shù)百年的二氧化碳不同，氣溶膠壽命僅有數(shù)天到數(shù)周，加之云本身高度多變，使“氣溶膠–云相互作用”長期成為全球氣候預(yù)估中最大的不確定來源之一。

戴蒙德此前研究發(fā)現(xiàn)，在 IMO 2020 燃料新規(guī)實(shí)施后，主要航線云層的云滴變得更少、更大，意味著云的散射能力減弱，海洋吸收的太陽能量可能因此增加。 對這一變化是否推動了 2023 年和 2024 年大西洋海洋熱浪，學(xué)界仍存在激烈爭論，同時對于云量是否顯著減少，各方估算也從約 10% 到 80% 不等。 此次借助紅海危機(jī)觸發(fā)的航線大遷移，研究團(tuán)隊得以在南大西洋這一“天然試驗(yàn)場”，在船舶數(shù)量明顯上升的情況下，重新檢驗(yàn)低硫燃料對云層結(jié)構(gòu)的影響強(qiáng)度。

衛(wèi)星觀測顯示，2024 年東南大西洋上空的二氧化氮濃度明顯升高，這一指標(biāo)直接反映了船舶發(fā)動機(jī)排放的增加，并不受含硫量新規(guī)影響，因此可作為航運(yùn)活動強(qiáng)度的可靠“代用指標(biāo)”。 在此基礎(chǔ)上，研究人員將 NO? 水平與云滴數(shù)量進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)即便在船舶幾乎翻倍的情況下，與高硫燃料時代相比，船舶排放改變云特性的能力仍下降了約 67%。 換言之，低硫燃料大幅削弱了“船跡云”及相關(guān)云層增亮效應(yīng)，使航運(yùn)業(yè)對云反照率和局地冷卻的影響顯著減弱。

這一結(jié)果為氣候模擬提供了罕見而有力的實(shí)證約束，有助于縮小地球能量收支估算的不確定區(qū)間。 對政策制定者而言，這意味著在評估減排和環(huán)保措施時，需要更加精細(xì)地兼顧空氣質(zhì)量改善與氣候系統(tǒng)響應(yīng)：一方面，減少硫排放可降低污染并改善健康；另一方面，削弱氣溶膠引發(fā)的短期冷卻，可能在一定程度上“暴露”被遮蔽的溫室氣體變暖。 研究同時提醒，未來若有人設(shè)想通過增加人為氣溶膠來“降溫”，這種手段不僅充滿不確定性，也可能帶來嚴(yán)重健康代價和區(qū)域性風(fēng)險。

盡管氣溶膠能在短期內(nèi)為地球提供一定“降溫緩沖”，其本身卻是嚴(yán)重的健康威脅。 含硫顆粒與多種呼吸系統(tǒng)和心血管疾病高度相關(guān)，國際海事組織的燃料限硫措施被估算已經(jīng)避免了成萬上萬例過早死亡。 研究團(tuán)隊指出，從公共衛(wèi)生角度看，削減含硫污染是明確的正向選擇，但在氣候政策層面，決策者必須意識到：隨著這些“遮陽傘”被收起，真正由溫室氣體主導(dǎo)的變暖信號將更加清晰，也更迫切地要求全球在二氧化碳和其他長壽命溫室氣體減排上采取更有力行動。